Imaginea tensorului de difuzie sau ponderată prin difuzie imagistică prin rezonanță magnetică (DW-MRI), este o tehnică de imagistică bazată pe RMN clasic care ilustrează comportamentul de difuzie al de apă molecule în țesutul biologic. Este utilizat în principal pentru examinări ale creier. Analog cu RMN clasic, procedura este neinvazivă și nu necesită utilizarea radiațiilor ionizante.
Ce este imagistica tensorică de difuzie?
În practica clinică, imagistica tensorică de difuzie este utilizată în principal pentru a studia creier deoarece comportamentul său de difuzie permite să se tragă concluzii despre unele boli ale centrului sistem nervos. Ponderat prin difuzie imagistică prin rezonanță magnetică este o tehnică de imagistică prin rezonanță magnetică (RMN) care măsuri mișcarea de difuzie a de apă molecule în țesuturile corpului. În practica clinică, este utilizat în principal pentru a examina creier, deoarece comportamentul de difuzie al de apă permite să se tragă concluzii despre unele boli ale centrului sistem nervos. Cu ajutorul difuziunii ponderate imagistică prin rezonanță magnetică sau imagistica tensorului de difuzie, informații despre cursul marelui fibra nervoasa se pot obține și pachete. Imaginea tensorică de difuzie (DTI) utilizată în mod obișnuit, o variantă a DW-MRI, surprinde, de asemenea, direcționalitatea difuziei. DTI calculează un tensor pe unitate volum, care este folosit pentru a descrie comportamentul de difuziune tridimensională. Cu toate acestea, aceste măsurători consumă mult mai mult timp decât RMN-ul clasic din cauza cantităților imense de date necesare. Datele pot fi interpretate numai prin utilizarea diferitelor tehnici de vizualizare. Astăzi, imagistica tensorială de difuzie, care a apărut în anii 1980, este susținută de toate noile mașini RMN.
Funcția, efectul și obiectivele
La fel ca RMN-ul convențional, RMN-ul ponderat prin difuzie se bazează pe faptul că protonii au un spin cu un moment magnetic. Rotirea se poate alinia la un câmp magnetic extern, fie paralel, fie antiparalel. În acest caz, alinierea antiparalelă are o stare energetică mai mare decât alinierea paralelă. Astfel, atunci când se aplică un câmp magnetic extern, se stabilește un echilibru în favoarea protonilor cu energie redusă. Dacă un câmp de înaltă frecvență este pornit transversal la acest câmp, momentele magnetice flip în direcția planului xy în funcție de rezistenţă și durata pulsului. Acest condiție se numește rezonanță de spin nuclear. Când câmpul de radiofrecvență este oprit din nou, rotațiile nucleare se realinizează spre câmpul magnetic static cu o întârziere care depinde de mediul chimic al protonului. Semnalul este înregistrat prin intermediul tensiunii generate în bobina de detectare. În imagistica prin rezonanță magnetică ponderată prin difuzie, se aplică un câmp de gradient în timpul măsurării, care schimbă câmpul rezistenţă a câmpului magnetic static într-o direcție prestabilită. Acest lucru determină hidrogen nucleii să iasă din fază și semnalul să dispară. Când direcția de rotație a nucleelor este inversată de un alt impuls de înaltă frecvență, acestea revin în fază și semnalul apare din nou. Cu toate acestea, intensitatea celui de-al doilea semnal este mai slabă, deoarece unele nuclee nu mai intră în fază. Această pierdere de intensitate a semnalului descrie difuzia apei. Cu cât al doilea semnal este mai slab, cu atât mai mulți nuclei s-au difuzat în direcția câmpului de gradient și cu atât este mai mică rezistența la difuzie. Cu toate acestea, rezistența la difuzie la rândul ei depinde de structura internă a celulelor nervoase. Astfel, cu ajutorul datelor măsurate, structura țesutului examinat poate fi calculată și vizualizată. Imagistica prin rezonanță magnetică ponderată prin difuzie este frecvent utilizată în cursă diagnostic. Din cauza eșecului sodiu-potasiu pompează în cursă, există limitări severe în mișcarea de difuzie. Acest lucru devine imediat vizibil cu DW-RMN, în timp ce cu RMN convențional, modificările pot fi adesea înregistrate numai după câteva ore. Un alt domeniu de aplicare se referă la planificarea chirurgicală în timpul intervenției chirurgicale pe creier. Imaginea tensorului de difuzie stabilește cursul căilor nervoase. Acest lucru trebuie luat în considerare în timpul planificării chirurgicale. În plus, imaginile pot arăta, de asemenea, dacă o tumoare a invadat deja calea nervoasă. Această metodă poate fi folosită și pentru a evalua dacă o operație este deloc promițătoare. Multe boli neurologice și psihiatrice, cum ar fi Alzheimer boală, epilepsie, scleroză multiplă, schizofrenie sau encefalopatia HIV, sunt acum subiectul cercetării prin imagistică tensorică de difuzie. Întrebarea este ce regiuni cerebrale sunt afectate în ce boli. Imaginea tensorială prin difuzie este, de asemenea, din ce în ce mai utilizată ca instrument de cercetare pentru studiile științelor cognitive.
Riscuri, efecte secundare și pericole
În ciuda rezultatelor sale bune în diagnosticarea accidentelor vasculare cerebrale, în pregătirea intervenției chirurgicale pe creier și ca instrument de cercetare în multe studii clinice, imagistica prin rezonanță magnetică ponderată prin difuzie întâmpină și astăzi limitări în aplicarea sa. În unele cazuri, tehnica nu este încă pe deplin dezvoltată și necesită cercetare intensă și dezvoltare pentru ao îmbunătăți. De exemplu, măsurătorile de imagistică prin rezonanță magnetică ponderată prin difuzie oferă adesea doar o calitate limitată a imaginii, deoarece mișcarea de difuzie se manifestă numai prin atenuarea semnalului măsurat. S-au făcut puține progrese cu o rezoluție spațială mai mare, deoarece cu o rezoluție mai mică volum elemente atenuările semnalului dispar în zgomotul aparatului de măsurare. În plus, este necesar un număr mare de măsurători individuale. Datele de măsurare trebuie reprocesate în computer pentru a putea corecta într-o oarecare măsură perturbările. Până în prezent, există, de asemenea, probleme pentru a reprezenta un comportament complex de difuzie în mod satisfăcător. Conform stadiului actual al tehnicii, difuzia într-un voxel poate fi înregistrată corect numai într-o singură direcție. Sunt testate metode care pot lua simultan imagini ponderate prin difuzie în direcții diferite. Acestea sunt metode care necesită o rezoluție unghiulară ridicată. Metodele de evaluare și prelucrare ulterioară a datelor necesită totodată optimizare. De exemplu, studiile anterioare au comparat datele obținute din imagistica prin rezonanță magnetică ponderată prin difuzie de la grupuri mai mari de subiecți. Cu toate acestea, datorită diferitelor structuri anatomice ale diferiților indivizi, acest lucru se poate conduce la rezultatele înșelătoare ale studiului. Prin urmare, trebuie dezvoltate noi metode de analiză statistică.
